JPWO2019234884A1 - Control device and power control system - Google Patents

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Abstract

交流系統に接続された電源(20)を制御するための制御装置(10)は、定電圧定周波数制御方式で動作する電源の周波数を制御する周波数制御部(201)と、周波数制御部が電源の周波数を変動させた場合に、電源から出力される有効電力の変動値を算出する電力算出部(203)と、電源の周波数の変動値と、電源から出力される有効電力の変動値とに基づいて、交流系統の周波数特性定数を算出する演算部(205)と、交流系統の周波数特性定数に基づいて、電源の制御方式を選択する選択部(207)とを備える。A control device (10) for controlling a power supply (20) connected to an alternating current system includes a frequency control unit (201) for controlling the frequency of a power supply operating by a constant voltage constant frequency control method, and a frequency control unit for supplying power. When the frequency of is changed, a power calculation unit (203) that calculates a fluctuation value of active power output from the power supply, a fluctuation value of the frequency of the power supply, and a fluctuation value of active power output from the power supply. A calculation unit (205) for calculating the frequency characteristic constant of the AC system based on the above, and a selection unit (207) for selecting the control method of the power supply based on the frequency characteristic constant of the AC system.

Description

本開示は、制御装置、および電力制御システムに関する。 The present disclosure relates to a control device and a power control system.

電力系統の運用において、電力系統内の負荷変動と周波数変化との間には密接な関係があり、これは電力系統の周波数特性と呼ばれる。この周波数特性の把握は、電力系統の計画および運用操作等において必要となる。 In the operation of the electric power system, there is a close relationship between the load change and the frequency change in the electric power system, which is called the frequency characteristic of the electric power system. Understanding of this frequency characteristic is necessary for planning and operation of the power system.

例えば、特開2011−166890号公報(特許文献1)は、電力系統における系統周波数特性定数の測定方法を開示している。この測定方法では、電力系統に接続する発電機の出力又は電力系統に接続する負荷の消費電力に与えた周期的な微小変動を参照信号として入力するとともに、電力系統の周波数を測定信号としてロックインアンプに入力し、微小変動とロックインアンプの直流出力とを演算装置に入力し、演算装置が、入力された微小変動と直流出力とに基づき系統周波数特性定数を求める。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-166890 (Patent Document 1) discloses a method for measuring a system frequency characteristic constant in a power system. In this measurement method, a periodic minute fluctuation given to the output of a generator connected to the power system or the power consumption of a load connected to the power system is input as a reference signal, and the frequency of the power system is locked in as a measurement signal. The input to the amplifier, the minute fluctuation and the DC output of the lock-in amplifier are input to the arithmetic unit, and the arithmetic unit obtains the system frequency characteristic constant based on the input minute fluctuation and the DC output.

特開2011−166890号公報JP, 2011-166890, A

電力系統において停電が発生した場合において、当該電力系統に接続された他の電源(例えば、発電機)により発電された電力を受電することなく、予め定められた電源を自立的に起動して当該電力系統を停電状態から復旧させるブラックスタートが知られている。予め定められた電源を起動した後、他の電源(例えば、発電機)が電力系統に接続されると電力系統の周波数特性が変化することから、周波数特性定数を逐次把握することで予め定められた電源の制御方式を適切に選択する必要がある。 When a power outage occurs in a power system, a predetermined power source is activated autonomously without receiving power generated by another power source connected to the power system (for example, a generator). A black start is known to restore the power system from a power failure state. Since the frequency characteristic of the power system changes when another power source (for example, a generator) is connected to the power system after starting the predetermined power source, it is determined by sequentially grasping the frequency characteristic constants. It is necessary to appropriately select the power supply control method.

特許文献1では、電力系統に接続する発電機または負荷の出力を変動させることで、周波数特性定数を算出しているが、ブラックスタートによる電力系統の立ち上げを想定しておらず、上記ニーズに対する技術を何ら教示ないし示唆していない。 In Patent Document 1, the frequency characteristic constant is calculated by changing the output of the generator or the load connected to the power system, but the power system startup due to the black start is not assumed, and the above-mentioned needs are met. It does not teach or suggest any technology.

本開示のある局面における目的は、電力系統に接続された電源の周波数を変動させることで、当該電源の制御方式を適切に選択することが可能な制御装置、および電力制御システムを提供することである。 An object of an aspect of the present disclosure is to provide a control device and a power control system that can appropriately select a control method of the power supply by changing the frequency of the power supply connected to the power system. is there.

ある実施の形態に従うと、交流系統に接続された電源を制御するための制御装置が提供される。制御装置は、定電圧定周波数制御方式で動作する電源の周波数を制御する周波数制御部と、周波数制御部が電源の周波数を変動させた場合に、電源から出力される有効電力の変動値を算出する電力算出部と、電源の周波数の変動値と、電源から出力される有効電力の変動値とに基づいて、交流系統の周波数特性定数を算出する演算部と、交流系統の周波数特性定数に基づいて、電源の制御方式を選択する選択部とを備える。 According to one embodiment, a controller for controlling a power supply connected to an AC system is provided. The control device calculates the fluctuation value of the active power output from the power supply when the frequency control part controls the frequency of the power supply operating by the constant voltage constant frequency control method and the frequency control part changes the frequency of the power supply. Based on the frequency characteristic constant of the alternating current system, based on the variation value of the frequency of the power source and the variation value of the active power output from the power source And a selection unit for selecting a power supply control method.

他の実施の形態に従う電力制御システムは、交流系統に接続される電源と、電源を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、定電圧定周波数制御方式で動作する電源の周波数を制御する周波数制御部と、周波数制御部が電源の周波数を変動させた場合に、電源から出力される有効電力の変動値を算出する電力算出部と、電源の周波数の変動値と、電源から出力される有効電力の変動値とに基づいて、交流系統の周波数特性定数を算出する演算部と、交流系統の周波数特性定数に基づいて、電源の制御方式を選択する選択部とを含む。 A power control system according to another embodiment includes a power supply connected to an AC system and a control device for controlling the power supply. The control device calculates the fluctuation value of the active power output from the power supply when the frequency control part controls the frequency of the power supply operating by the constant voltage constant frequency control method and the frequency control part changes the frequency of the power supply. Based on the frequency characteristic constant of the alternating current system, based on the variation value of the frequency of the power source and the variation value of the active power output from the power source And a selection unit for selecting a power supply control method.

本開示によると、電力系統に接続された電源の周波数を変動させることにより、当該電源の制御方式を適切に選択することが可能となる。 According to the present disclosure, by changing the frequency of the power supply connected to the power system, it becomes possible to appropriately select the control method of the power supply.

電力制御システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an electric power control system. 電力変換器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a power converter. 図2の各レグ回路を構成するサブモジュールの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the submodule which comprises each leg circuit of FIG. 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of a control apparatus. 制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of functional composition of a control device. 発電機の応答速度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the response speed of a generator. 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of a processing procedure of a control device. 周波数変動処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of frequency change processing. 電力変換器の制御方式の選択処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the selection process of the control system of a power converter.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<システムの概要>
(全体構成)
図1は、電力制御システムの概略構成を示す図である。図1を参照して、電力制御システムは、直流送電系統の電力を制御するためのシステムである。直流系統である直流送電線14を介して、2つの交流系統101および交流系統102間で電力が送受される。典型的には、交流系統101および交流系統102は3相交流系統である。
<System overview>
(overall structure)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power control system. Referring to FIG. 1, the power control system is a system for controlling the power of a DC power transmission system. Electric power is transmitted and received between the two AC systems 101 and 102 via the DC transmission line 14 which is a DC system. Typically, the AC system 101 and the AC system 102 are three-phase AC systems.

交流系統101には、電力変換器20と、交流電源としての発電機32,34と、負荷41が接続されている。電力変換器20は、交流系統101と直流送電線14との間に接続される。交流系統102には、電力変換器21と、発電機31とが接続されている。電力変換器21は、交流系統102と直流送電線14との間で電力変換を行なう。 To the AC system 101, the power converter 20, the generators 32 and 34 as AC power supplies, and the load 41 are connected. The power converter 20 is connected between the AC system 101 and the DC power transmission line 14. A power converter 21 and a generator 31 are connected to the AC system 102. The power converter 21 performs power conversion between the AC system 102 and the DC power transmission line 14.

例えば、交流系統102から交流系統101に電力が送電される。この場合、電力変換器20は順変換器(REC:Rectifier)として動作し、電力変換器21は逆変換器(INV:Inverter)として動作する。具体的には、電力変換器21により交流電力が直流電力に変換され、この変換された直流電力が直流送電線14を介して直流送電される。そして、受電端において電力変換器20により直流電力が交流電力に変換され、変圧器(図示しない)を介して交流系統101に供給される。なお、電力変換器21が逆変換器として動作し、電力変換器20が順変換器として動作する場合には、上記と逆の変換動作が行われる。 For example, electric power is transmitted from the AC system 102 to the AC system 101. In this case, the power converter 20 operates as a forward converter (REC: Rectifier), and the power converter 21 operates as an inverse converter (INV: Inverter). Specifically, AC power is converted into DC power by the power converter 21, and the converted DC power is DC-transmitted via the DC power transmission line 14. Then, the DC power is converted into AC power by the power converter 20 at the power receiving end and is supplied to the AC system 101 via a transformer (not shown). In addition, when the power converter 21 operates as an inverse converter and the power converter 20 operates as a forward converter, a conversion operation reverse to the above is performed.

電力変換器20は、自励式の電圧型電力変換器で構成されている。例えば、電力変換器20は、互いに直列接続された複数のサブモジュールを含むモジュラーマルチレベル変換器によって構成されている。「サブモジュール」は、「変換器セル」とも呼ばれる。なお、電力変換器21も自励式の電圧型電力変換器で構成されている。 The power converter 20 is composed of a self-exciting voltage type power converter. For example, the power converter 20 is configured by a modular multi-level converter including a plurality of sub-modules connected in series with each other. A "sub-module" is also called a "transducer cell". The power converter 21 is also a self-exciting voltage-type power converter.

制御装置10は、制御に使用される電気量(電流、電圧など)を複数の検出器から取得する。制御装置10は、複数の検出器から取得した電気量に基づいて、電力変換器20の動作を制御する。 The control device 10 acquires the amount of electricity (current, voltage, etc.) used for control from a plurality of detectors. The control device 10 controls the operation of the power converter 20 based on the quantities of electricity acquired from the plurality of detectors.

本実施の形態では、電力変換器20が自励式の電力変換器であるため、電力変換器20を交流系統101の電源(すなわち、電圧源)として動作させて、電力変換器20から電力を供給することにより交流系統101を停電状態から復旧させることができる。 In the present embodiment, since power converter 20 is a self-exciting power converter, power converter 20 is operated as a power source (that is, a voltage source) of AC system 101 to supply power from power converter 20. By doing so, the AC system 101 can be restored from the power failure state.

具体的には、電力変換器20は、交流系統101に接続された他の電源(例えば、発電機32,34)から電力を受電することなく、交流系統101を停電状態から復旧させるブラックスタート機能を有している。なお、交流系統101が停電状態であっても電力変換器20の運転が可能となるような各種の非常用電源(制御装置用電源、補機電源等)は、確保されているとする。あるいは、交流系統101の停電時において、直流送電線14を介して発電機31から電力の供給を受けて電力変換器20を運転する構成であってもよい。 Specifically, the power converter 20 has a black start function for recovering the AC system 101 from a power failure state without receiving power from another power source (for example, the generators 32 and 34) connected to the AC system 101. have. It is assumed that various emergency power supplies (power supply for control device, auxiliary power supply, etc.) that can operate the power converter 20 even if the AC system 101 is in a power failure state are secured. Alternatively, the power converter 20 may be operated by receiving power supply from the generator 31 via the DC power transmission line 14 during a power failure of the AC system 101.

ここで、交流系統101が停電状態であって、交流系統101から発電機32,34および負荷41が切り離されている場合を想定する。なお、発電機32,34および負荷41の各々は、周波数特性を有するものとする。具体的には、発電機32,34の各々は、周波数ドループ制御機能を有しており、予め定められた傾き(すなわち、調定率)に従って、周波数が上がると発電機出力(すなわち、発電機の有効電力出力)を低減させ、周波数が下がると有効電力出力を増大させる。また、負荷41の負荷電力は、周波数が上がると増大し、周波数が下がると低減する。 Here, it is assumed that the AC system 101 is in a power failure state and the generators 32, 34 and the load 41 are disconnected from the AC system 101. Each of the generators 32 and 34 and the load 41 has a frequency characteristic. Specifically, each of the generators 32 and 34 has a frequency droop control function, and when the frequency increases, the generator output (that is, the generator Active power output) and increase the active power output as the frequency decreases. The load power of the load 41 increases as the frequency increases and decreases as the frequency decreases.

制御装置10は、交流系統101の周波数特性定数に基づいて電力変換器20の制御方式を切り替えて、交流系統101を停電状態から復旧させる。具体的には、まず、制御装置10は、定電圧定周波数(CVCF:Constant Voltage Constant Frequency)制御方式で電力変換器20を動作させることにより、電力変換器20を交流系統101の電圧源として機能させる。 The control device 10 switches the control method of the power converter 20 based on the frequency characteristic constant of the AC system 101 to restore the AC system 101 from the power failure state. Specifically, first, the control device 10 operates the power converter 20 by a constant voltage constant frequency (CVCF) control method so that the power converter 20 functions as a voltage source of the AC system 101. Let

続いて、制御装置10は、電力変換器20の周波数Fを変動させ、その周波数変動に応じた電力変換器20の有効電力出力Pの変動量を計測する。周波数Fの変動分の値である周波数変動値をΔfとし、有効電力出力Pの変動分の値である有効電力変動値をΔPとすると、交流系統101の周波数特性定数Kは式(1)で表される。 Subsequently, the control device 10 varies the frequency F of the power converter 20 and measures the variation amount of the active power output P of the power converter 20 according to the frequency variation. Assuming that the frequency fluctuation value that is the fluctuation value of the frequency F is Δf and the active power fluctuation value that is the fluctuation value of the active power output P is ΔP, the frequency characteristic constant K of the AC system 101 is given by the equation (1). expressed.

K=ΔP/Δf ・・・(1)
交流系統101から発電機32,34および負荷41が切り離された状態の場合、電力変換器20の周波数Fを変動させても有効電力出力Pは変動しない。なぜなら、この状態においては、電力変換器20の周波数Fを変動させても、周波数特性を有する電源および負荷が交流系統101に接続されていないためである。
K=ΔP/Δf (1)
When the generators 32, 34 and the load 41 are disconnected from the AC system 101, the active power output P does not change even if the frequency F of the power converter 20 is changed. This is because in this state, even if the frequency F of the power converter 20 is changed, the power supply and the load having frequency characteristics are not connected to the AC system 101.

このように、交流系統101に発電機32,34および負荷41が接続されていない場合には、交流系統101の周波数特性定数Kは略ゼロになる。この場合、制御装置10は、CVCF制御方式で電力変換器20を動作させて、引き続き、電力変換器20を交流系統101の電圧源として機能させる。 As described above, when the generators 32, 34 and the load 41 are not connected to the AC system 101, the frequency characteristic constant K of the AC system 101 becomes substantially zero. In this case, the control device 10 operates the power converter 20 by the CVCF control method, and subsequently causes the power converter 20 to function as the voltage source of the AC system 101.

その後、交流系統101から切り離されていた発電機32,34および負荷41が順次接続されると、交流系統101の周波数特性が変化する(すなわち、周波数特性定数Kが変化する)。そのため、電力変換器20の周波数Fを変動させると、当該変動に伴って電力変換器20の有効電力出力Pが変動する。 After that, when the generators 32, 34 and the load 41 that have been disconnected from the AC system 101 are sequentially connected, the frequency characteristic of the AC system 101 changes (that is, the frequency characteristic constant K changes). Therefore, when the frequency F of the power converter 20 is changed, the active power output P of the power converter 20 changes with the change.

具体的には、CVCF制御方式で動作している電力変換器20は、交流系統101の周波数を一定する役割を担っている。例えば、発電機32が交流系統101に接続された場面を想定する。電力変換器20が、周波数Fを基準周波数Fs(例えば、50Hzまたは60Hz)からΔfだけ上げた場合(すなわち、F=Fs+Δf)、発電機32は周波数の増大分であるΔfに応じて有効電力出力を低減させる。このとき、電力変換器20は、発電機32の有効電力出力の低減分だけ自身の有効電力出力Pを増大させることで周波数Fを周波数(Fs+Δf)で維持するように動作する。 Specifically, the power converter 20 operating in the CVCF control system plays a role of keeping the frequency of the AC system 101 constant. For example, assume that the generator 32 is connected to the AC system 101. When the power converter 20 raises the frequency F from the reference frequency Fs (for example, 50 Hz or 60 Hz) by Δf (that is, F=Fs+Δf), the generator 32 outputs the active power according to Δf which is the increase in frequency. To reduce. At this time, the power converter 20 operates so as to maintain the frequency F at the frequency (Fs+Δf) by increasing the active power output P of itself by the reduction amount of the active power output of the generator 32.

また、電力変換器20が、周波数Fを基準周波数FsからΔfだけ下げた場合(すなわち、F=Fs−Δfの場合)、発電機32は周波数の低減分であるΔfに応じて有効電力出力を増大させる。電力変換器20は、発電機32の有効電力出力の増大分だけ自身の有効電力出力Pを低減させることで周波数Fを周波数(Fs−Δf)で維持するように動作する。 When the power converter 20 lowers the frequency F from the reference frequency Fs by Δf (that is, when F=Fs−Δf), the generator 32 outputs the active power output according to the frequency reduction Δf. Increase. The power converter 20 operates so as to maintain the frequency F at the frequency (Fs−Δf) by reducing the active power output P of itself by the increase in the active power output of the generator 32.

そのため、制御装置10は、電力変換器20の周波数Fを変動させた場合における、電力変換器20の有効電力出力Pの変動値を確認する(すなわち、周波数特性定数Kを確認する)ことによって、交流系統101の周波数特性を把握することができる。そして、制御装置10は、周波数特性定数Kの値に応じて、CVCF制御方式とは異なる他の制御方式(例えば、周波数ドループ制御方式、有効電力一定制御方式等)に電力変換器20の制御方式を切り替える。 Therefore, the control device 10 confirms the variation value of the active power output P of the power converter 20 (that is, the frequency characteristic constant K is confirmed) when the frequency F of the power converter 20 is varied, The frequency characteristic of the AC system 101 can be grasped. Then, the control device 10 controls the power converter 20 according to the value of the frequency characteristic constant K to another control method different from the CVCF control method (for example, frequency droop control method, active power constant control method, etc.). Switch.

上記のように、制御装置10は、定期的に電力変換器20の周波数Fを変動させて、周波数Fの変動値に対する有効電力出力Pの変動値である周波数特性定数Kを算出し、周波数特性定数Kに基づいて、現在の交流系統101の状態に適した制御方式で電力変換器20を動作させる。 As described above, the control device 10 periodically fluctuates the frequency F of the power converter 20, calculates the frequency characteristic constant K that is the fluctuation value of the active power output P with respect to the fluctuation value of the frequency F, and determines the frequency characteristic. Based on the constant K, the power converter 20 is operated by a control method suitable for the current state of the AC system 101.

また、制御装置10は、電力変換器20に関する情報のみ(すなわち、電力変換器20の周波数Fおよび有効電力出力Pの変動値)を用いて、当該電力変換器20の制御方式を適切に選択できる。さらに、交流系統101全体を管理する集中制御装置等の上位装置から指令情報(例えば、制御方式の指令情報)を取得する必要が無いため、通信コストを軽減できるとともに停電状態からの復旧を迅速に進めることができる。 In addition, the control device 10 can appropriately select the control method of the power converter 20 using only the information about the power converter 20 (that is, the fluctuation value of the frequency F and the active power output P of the power converter 20). .. Furthermore, since it is not necessary to obtain command information (for example, command information of control method) from a host device such as a centralized control device that manages the entire AC system 101, communication costs can be reduced and recovery from a power failure state can be quickly performed. You can proceed.

<電力変換器の構成>
(全体構成)
図2は、電力変換器20の概略構成図である。図2を参照して、電力変換器20は、正極直流端子(すなわち、高電位側直流端子)Npと、負極直流端子(すなわち、低電位側直流端子)Nnとの間に互いに並列に接続された複数のレグ回路4u,4v,4w(以下、「レグ回路4」とも総称する)を含む。レグ回路4は、交流を構成する複数相の各々に設けられる。レグ回路4は、交流系統101と直流送電線14との間で電力変換を行なう。図2には、交流系統101のU相、V相、W相にそれぞれ対応して3個のレグ回路4u,4v,4wが設けられている。
<Structure of power converter>
(overall structure)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the power converter 20. Referring to FIG. 2, power converter 20 is connected in parallel with each other between a positive electrode DC terminal (that is, high potential side DC terminal) Np and a negative electrode DC terminal (that is, low potential side DC terminal) Nn. In addition, a plurality of leg circuits 4u, 4v, 4w (hereinafter, also collectively referred to as "leg circuit 4") are included. The leg circuit 4 is provided in each of the plurality of phases forming the alternating current. The leg circuit 4 performs power conversion between the AC system 101 and the DC power transmission line 14. In FIG. 2, three leg circuits 4u, 4v, 4w are provided corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the AC system 101, respectively.

レグ回路4u,4v,4wにそれぞれ設けられた交流入力端子Nu,Nv,Nwは、連系変圧器13に接続される。図1では、図解を容易にするために、交流入力端子Nv,Nwと連系変圧器13との接続は図示していない。各レグ回路4に共通に接続された高電位側直流端子Npおよび低電位側直流端子Nnは、直流送電線14に接続される。 The AC input terminals Nu, Nv, Nw respectively provided in the leg circuits 4u, 4v, 4w are connected to the interconnection transformer 13. In FIG. 1, the connection between the AC input terminals Nv and Nw and the interconnection transformer 13 is not shown in order to facilitate the illustration. The high-potential side DC terminal Np and the low-potential side DC terminal Nn commonly connected to each leg circuit 4 are connected to the DC power transmission line 14.

図1の連系変圧器13を用いる代わりに、連系リアクトルを用いた構成としてもよい。さらに、交流入力端子Nu,Nv,Nwに代えてレグ回路4u,4v,4wにそれぞれ一次巻線を設け、この一次巻線と磁気結合する二次巻線を介してレグ回路4u,4v,4wが連系変圧器13または連系リアクトルに交流的に接続するようにしてもよい。この場合、一次巻線を下記のリアクトル8A,8Bとしてもよい。すなわち、レグ回路4は、交流入力端子Nu,Nv,Nwまたは上記の一次巻線など、各レグ回路4u,4v,4wに設けられた接続部を介して電気的に(すなわち、直流的または交流的に)交流系統101と接続される。 Instead of using the interconnection transformer 13 of FIG. 1, an interconnection reactor may be used. Further, in place of the AC input terminals Nu, Nv, Nw, the leg circuits 4u, 4v, 4w are respectively provided with primary windings, and the leg circuits 4u, 4v, 4w are provided via secondary windings magnetically coupled to the primary windings. May be AC-connected to the interconnection transformer 13 or the interconnection reactor. In this case, the primary winding may be the reactors 8A and 8B described below. That is, the leg circuit 4 is electrically (that is, direct current or alternating current) via a connection portion provided in each leg circuit 4u, 4v, 4w, such as the AC input terminals Nu, Nv, Nw or the above primary winding. (Typically) connected to the AC system 101.

レグ回路4uは、高電位側直流端子Npから交流入力端子Nuまでの上アーム5と、低電位側直流端子Nnから交流入力端子Nuまでの下アーム6とを含む。上アーム5と下アーム6との接続点である交流入力端子Nuが連系変圧器13と接続される。高電位側直流端子Npおよび低電位側直流端子Nnが直流送電線14に接続される。レグ回路4v,4wについても同様の構成を有しているので、以下、レグ回路4uを代表として説明する。 The leg circuit 4u includes an upper arm 5 from the high potential side DC terminal Np to the AC input terminal Nu and a lower arm 6 from the low potential side DC terminal Nn to the AC input terminal Nu. An AC input terminal Nu, which is a connection point between the upper arm 5 and the lower arm 6, is connected to the interconnection transformer 13. The high potential side DC terminal Np and the low potential side DC terminal Nn are connected to the DC power transmission line 14. Since the leg circuits 4v and 4w have the same configuration, the leg circuit 4u will be described below as a representative.

上アーム5は、カスケード接続された複数のサブモジュール7と、リアクトル8Aとを含む。当該複数のサブモジュール7およびリアクトル8Aは互いに直列接続されている。同様に、下アーム6は、カスケード接続された複数のサブモジュール7と、リアクトル8Bとを含む。当該複数のサブモジュール7およびリアクトル8Bは互いに直列接続されている。 The upper arm 5 includes a plurality of sub-modules 7 connected in cascade and a reactor 8A. The plurality of sub-modules 7 and the reactor 8A are connected in series with each other. Similarly, the lower arm 6 includes a plurality of cascade-connected submodules 7 and a reactor 8B. The plurality of sub-modules 7 and the reactor 8B are connected to each other in series.

リアクトル8Aが挿入される位置は、レグ回路4uの上アーム5のいずれの位置であってもよく、リアクトル8Bが挿入される位置は、レグ回路4uの下アーム6のいずれの位置であってもよい。リアクトル8A,8Bはそれぞれ複数個あってもよい。各リアクトルのインダクタンス値は互いに異なっていてもよい。さらに、上アーム5のリアクトル8Aのみ、もしくは、下アーム6のリアクトル8Bのみを設けてもよい。 The position where the reactor 8A is inserted may be any position on the upper arm 5 of the leg circuit 4u, and the position where the reactor 8B is inserted may be any position on the lower arm 6 of the leg circuit 4u. Good. There may be a plurality of reactors 8A and 8B. The inductance value of each reactor may be different from each other. Further, only the reactor 8A of the upper arm 5 or only the reactor 8B of the lower arm 6 may be provided.

リアクトル8A,8Bは、交流系統101または直流送電線14などの事故時に事故電流が急激に増大しないように設けられている。しかし、リアクトル8A,8Bのインダクタンス値を過大なものにすると電力変換器の効率が低下するという問題が生じる。したがって、事故時においては、各サブモジュール7の全てのスイッチング素子をできるだけ短時間で停止(オフ)することが好ましい。 Reactors 8A and 8B are provided so that the accident current does not suddenly increase when an accident occurs in AC system 101 or DC transmission line 14. However, if the inductance values of the reactors 8A and 8B are excessively large, there arises a problem that the efficiency of the power converter decreases. Therefore, at the time of an accident, it is preferable to stop (turn off) all the switching elements of each sub-module 7 in the shortest possible time.

電力変換器20は、さらに、制御に使用される電気量(電流、電圧など)を計測する各検出器として、交流電圧検出器81と、交流電流検出器82と、直流電圧検出器11A,11Bと、各レグ回路4に設けられたアーム電流検出器9A,9Bとを含む。 The power converter 20 further includes an AC voltage detector 81, an AC current detector 82, and DC voltage detectors 11A and 11B as detectors that measure the amount of electricity (current, voltage, etc.) used for control. And arm current detectors 9A and 9B provided in each leg circuit 4.

これらの検出器によって検出された信号は、制御装置10に入力される。制御装置10は、これらの検出信号に基づいて各サブモジュール7の運転状態を制御するための制御指令15pu,15nu,15pv,15nv,15pw,15nwを出力する。また、制御装置10は、各サブモジュール7から信号17を受信する。信号17は、キャパシタ電圧(後述の図3中の直流コンデンサ24の電圧)の検出値を含む。 The signals detected by these detectors are input to the control device 10. The control device 10 outputs control commands 15pu, 15nu, 15pv, 15nv, 15pw, 15nw for controlling the operating state of each sub-module 7 based on these detection signals. The controller 10 also receives a signal 17 from each sub-module 7. The signal 17 includes a detected value of the capacitor voltage (voltage of the DC capacitor 24 in FIG. 3 described later).

制御指令15pu,15nu,15pv,15nv,15pw,15nw(以下、「制御指令15」とも総称する。)は、U相上アーム、U相下アーム、V相上アーム、V相下アーム、W相上アーム、およびW相下アームにそれぞれ対応して生成されている。 The control commands 15pu, 15nu, 15pv, 15nv, 15pw, 15nw (hereinafter, also collectively referred to as "control command 15") are U-phase upper arm, U-phase lower arm, V-phase upper arm, V-phase lower arm, W-phase. It is generated corresponding to the upper arm and the W-phase lower arm, respectively.

なお、図1では図解を容易にするために、各検出器から制御装置10に入力される信号の信号線と、制御装置10および各サブモジュール7間で入出力される信号の信号線とは、一部まとめて記載されているが、実際には検出器ごとおよびサブモジュール7ごとに設けられている。各サブモジュール7と制御装置10との間の信号線は、送信用と受信用とが別個に設けられていてもよい。また、本実施の形態の場合、これらの信号は耐ノイズ性の観点から光ファイバを介して伝送される。 Note that, in FIG. 1, in order to facilitate the illustration, the signal lines of signals input from each detector to the control device 10 and the signal lines of signals input/output between the control device 10 and each sub-module 7 are Although described in part as a whole, in reality, they are provided for each detector and each sub-module 7. The signal line between each sub-module 7 and the control device 10 may be provided separately for transmission and reception. Further, in the case of the present embodiment, these signals are transmitted through the optical fiber from the viewpoint of noise resistance.

以下、各検出器について具体的に説明する。交流電圧検出器81は、交流系統101のU相の交流電圧値Vacu、V相の交流電圧値Vacv、およびW相の交流電圧値Vacwを検出する。交流電流検出器82は、交流系統101のU相の交流電流値Iacu、V相の交流電流値Iacv、およびW相の交流電流値Iacwを検出する。直流電圧検出器11Aは、直流送電線14に接続された高電位側直流端子Npの直流電圧値Vdcpを検出する。直流電圧検出器11Bは、直流送電線14に接続された低電位側直流端子Nnの直流電圧値Vdcnを検出する。 Hereinafter, each detector will be specifically described. The AC voltage detector 81 detects the U-phase AC voltage value Vacu, the V-phase AC voltage value Vacv, and the W-phase AC voltage value Vacw of the AC system 101. The AC current detector 82 detects the U-phase AC current value Iacu, the V-phase AC current value Iacv, and the W-phase AC current value Iacw of the AC system 101. The DC voltage detector 11A detects the DC voltage value Vdcp of the high potential side DC terminal Np connected to the DC power transmission line 14. The DC voltage detector 11B detects the DC voltage value Vdcn of the low potential side DC terminal Nn connected to the DC power transmission line 14.

U相用のレグ回路4uに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム5に流れる上アーム電流Ipuおよび下アーム6に流れる下アーム電流Inuをそれぞれ検出する。同様に、V相用のレグ回路4vに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム電流Ipvおよび下アーム電流Invをそれぞれ検出する。W相用のレグ回路4wに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム電流Ipwおよび下アーム電流Inwをそれぞれ検出する。 The arm current detectors 9A and 9B provided in the U-phase leg circuit 4u detect the upper arm current Ipu flowing through the upper arm 5 and the lower arm current Inu flowing through the lower arm 6, respectively. Similarly, the arm current detectors 9A and 9B provided in the leg circuit 4v for the V phase detect the upper arm current Ipv and the lower arm current Inv, respectively. Arm current detectors 9A and 9B provided in leg circuit 4w for the W phase detect upper arm current Ipw and lower arm current Inw, respectively.

(サブモジュールの構成例)
図3は、図2の各レグ回路を構成するサブモジュールの一例を示す回路図である。図3に示すサブモジュール7は、ハーフブリッジ型の変換回路25と、エネルギー蓄積器としての直流コンデンサ24と、電圧検出部27と、送受信部28と、ゲート制御部29とを含む。
(Sub-module configuration example)
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a sub-module constituting each leg circuit of FIG. The sub-module 7 shown in FIG. 3 includes a half-bridge type conversion circuit 25, a DC capacitor 24 as an energy storage device, a voltage detection unit 27, a transmission/reception unit 28, and a gate control unit 29.

ハーフブリッジ型の変換回路25は、互いに直列接続されたスイッチング素子22A,22Bと、ダイオード23A,23Bとを含む。ダイオード23A,23Bは、スイッチング素子22A,22Bとそれぞれ逆並列(すなわち、並列かつ逆バイアス方向)に接続される。直流コンデンサ24は、スイッチング素子22A,22Bの直列接続回路と並列に接続され、直流電圧を保持する。スイッチング素子22A,22Bの接続ノードは高電位側の入出力端子26Pと接続される。スイッチング素子22Bと直流コンデンサ24の接続ノードは低電位側の入出力端子26Nと接続される。 The half-bridge type conversion circuit 25 includes switching elements 22A and 22B and diodes 23A and 23B which are connected to each other in series. The diodes 23A and 23B are respectively connected in antiparallel with the switching elements 22A and 22B (that is, in parallel and in the reverse bias direction). The DC capacitor 24 is connected in parallel with the series connection circuit of the switching elements 22A and 22B and holds the DC voltage. The connection node of the switching elements 22A and 22B is connected to the input/output terminal 26P on the high potential side. The connection node between the switching element 22B and the DC capacitor 24 is connected to the input/output terminal 26N on the low potential side.

ゲート制御部29は、制御装置10から受信した制御指令15に従って動作する。ゲート制御部29は、通常動作時(すなわち、入出力端子26P,26N間に零電圧または正電圧を出力する場合)には、スイッチング素子22A,22Bの一方をオン状態とし、他方をオフ状態となるように制御を行なう。スイッチング素子22Aがオン状態であり、スイッチング素子22Bがオフ状態のとき、入出力端子26P,26N間には直流コンデンサ24の両端間の電圧が印加される。逆に、スイッチング素子22Aがオフ状態であり、スイッチング素子22Bがオン状態のとき、入出力端子26P,26N間は0Vとなる。 The gate control unit 29 operates according to the control command 15 received from the control device 10. During normal operation (that is, when a zero voltage or a positive voltage is output between the input/output terminals 26P and 26N), the gate control unit 29 turns on one of the switching elements 22A and 22B and turns off the other. Control so that When the switching element 22A is on and the switching element 22B is off, the voltage across the DC capacitor 24 is applied between the input/output terminals 26P and 26N. On the contrary, when the switching element 22A is off and the switching element 22B is on, the voltage between the input/output terminals 26P and 26N is 0V.

したがって、図3に示すサブモジュール7は、スイッチング素子22A,22Bを交互にオン状態とすることによって、零電圧または直流コンデンサ24の電圧に依存した正電圧を出力することができる。ダイオード23A,23Bは、スイッチング素子22A,22Bに逆方向電圧が印加されたときの保護のために設けられている。 Therefore, the submodule 7 shown in FIG. 3 can output a zero voltage or a positive voltage depending on the voltage of the DC capacitor 24 by alternately turning on the switching elements 22A and 22B. The diodes 23A and 23B are provided for protection when a reverse voltage is applied to the switching elements 22A and 22B.

一方、制御装置10は、アーム電流の過電流を検出した場合、ゲートブロック(スイッチング素子のオフ)指令を送受信部28に送信する。ゲート制御部29は、ゲートブロック指令を送受信部28を介して受け付けると、回路保護のためにスイッチング素子22A,22Bの両方をオフにする。この結果、例えば、交流系統101の地絡事故の場合に、スイッチング素子22A,22Bを保護することができる。 On the other hand, when detecting the overcurrent of the arm current, the control device 10 transmits a gate block (switching element OFF) command to the transmission/reception unit 28. When the gate control unit 29 receives the gate block command via the transmission/reception unit 28, it turns off both the switching elements 22A and 22B for circuit protection. As a result, for example, in the case of a ground fault in the AC system 101, the switching elements 22A and 22B can be protected.

電圧検出部27は、直流コンデンサ24の両端24P,24Nの間の電圧を検出する。以下の説明では、直流コンデンサ24の電圧をセルキャパシタ電圧とも称する。送受信部28は、制御装置10から受信した制御指令15をゲート制御部29に伝達するとともに、電圧検出部27によって検出されたセルキャパシタ電圧を表す信号17を制御装置10に送信する。 The voltage detector 27 detects the voltage between both ends 24P and 24N of the DC capacitor 24. In the following description, the voltage of the DC capacitor 24 is also referred to as cell capacitor voltage. The transmission/reception unit 28 transmits the control command 15 received from the control device 10 to the gate control unit 29, and also transmits the signal 17 representing the cell capacitor voltage detected by the voltage detection unit 27 to the control device 10.

上記の電圧検出部27、送受信部28およびゲート制御部29は、専用回路によって構成してもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを利用して構成してもよい。各スイッチング素子22A,22Bには、オン動作とオフ動作の両方を制御可能な自己消弧型のスイッチング素子が用いられる。スイッチング素子22A,22Bは、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはGCT(Gate Commutated Turn-off thyristor)である。 The voltage detection unit 27, the transmission/reception unit 28, and the gate control unit 29 may be configured by a dedicated circuit, or may be configured by using an FPGA (Field Programmable Gate Array) or the like. For each of the switching elements 22A and 22B, a self-extinguishing type switching element capable of controlling both the ON operation and the OFF operation is used. The switching elements 22A and 22B are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) or GCTs (Gate Commutated Turn-off thyristors).

上記で説明したサブモジュール7の構成は一例であって、他の構成のサブモジュール7を本実施の形態に適用してもよい。例えば、サブモジュール7は、フルブリッジ型の変換回路、またはスリークオーターブリッジ型の変換回路を用いて構成されていてもよい。 The configuration of the sub-module 7 described above is an example, and the sub-module 7 having another configuration may be applied to this embodiment. For example, the sub-module 7 may be configured by using a full bridge conversion circuit or a three quarter bridge conversion circuit.

<制御装置のハードウェア構成>
図4は、制御装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。図4を参照して、出制御装置10は、補助変成器51と、AD(Analog to Digital)変換部52と、演算処理部70とを含む。例えば、制御装置10は、ディジタル保護制御装置として構成されている。
<Hardware configuration of control device>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of the control device 10. With reference to FIG. 4, the output control device 10 includes an auxiliary transformer 51, an AD (Analog to Digital) conversion unit 52, and an arithmetic processing unit 70. For example, the control device 10 is configured as a digital protection control device.

補助変成器51は、各検出器からの電気量を取り込み、より小さな電気量に変換して出力する。AD変換部52は、補助変成器51から出力される電気量(アナログ量)を取り込んでディジタルデータに変換する。具体的には、AD変換部52は、アナログフィルタと、サンプルホールド回路と、マルチプレクサと、AD変換器とを含む。 The auxiliary transformer 51 takes in the amount of electricity from each detector, converts it into a smaller amount of electricity, and outputs it. The AD conversion unit 52 takes in the electric quantity (analog quantity) output from the auxiliary transformer 51 and converts it into digital data. Specifically, the AD conversion unit 52 includes an analog filter, a sample hold circuit, a multiplexer, and an AD converter.

アナログフィルタは、補助変成器51から出力される電流および電圧の波形信号から高周波のノイズ成分を除去する。サンプルホールド回路は、アナログフィルタから出力される電流および電圧の波形信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングする。マルチプレクサは、演算処理部70から入力されるタイミング信号に基づいて、サンプルホールド回路から入力される波形信号を時系列で順次切り替えてAD変換器に入力する。AD変換器は、マルチプレクサから入力される波形信号をアナログデータからディジタルデータに変換する。AD変換器は、ディジタル変換した波形信号(ディジタルデータ)を演算処理部70へ出力する。 The analog filter removes high-frequency noise components from the current and voltage waveform signals output from the auxiliary transformer 51. The sample hold circuit samples the current and voltage waveform signals output from the analog filter at a predetermined sampling period. The multiplexer sequentially switches the waveform signal input from the sample hold circuit in time series based on the timing signal input from the arithmetic processing unit 70 and inputs the waveform signal to the AD converter. The AD converter converts the waveform signal input from the multiplexer from analog data to digital data. The AD converter outputs the digitally converted waveform signal (digital data) to the arithmetic processing unit 70.

演算処理部70は、CPU(Central Processing Unit)72と、ROM73と、RAM74と、DI(digital input)回路75と、DO(digital output)回路76と、入力インターフェイス(I/F)77と、通信インターフェイス(I/F)78とを含む。これらは、バス71で結合されている。 The arithmetic processing unit 70 communicates with a CPU (Central Processing Unit) 72, a ROM 73, a RAM 74, a DI (digital input) circuit 75, a DO (digital output) circuit 76, an input interface (I/F) 77. An interface (I/F) 78 is included. These are connected by a bus 71.

CPU72は、予めROM73に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、制御装置10の動作を制御する。なお、ROM73には、CPU72によって用いられる各種情報が格納されている。CPU72は、たとえば、マイクロプロセッサである。なお、当該ハードウェアは、CPU以外のFPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびその他の演算機能を有する回路などであってもよい。 The CPU 72 controls the operation of the control device 10 by reading and executing a program stored in the ROM 73 in advance. Various information used by the CPU 72 is stored in the ROM 73. The CPU 72 is, for example, a microprocessor. Note that the hardware may be an FPGA (Field Programmable Gate Array) other than the CPU, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and a circuit having other arithmetic functions.

CPU72は、バス71を介して、AD変換部52からディジタルデータを取り込む。CPU72は、ROM73に格納されているプログラムに従って、取り込んだディジタルデータを用いて制御演算を実行する。 The CPU 72 takes in digital data from the AD conversion unit 52 via the bus 71. The CPU 72 executes control calculation using the captured digital data according to the program stored in the ROM 73.

CPU72は、制御演算結果に基づいて、DO回路76を介して、外部の装置に制御指令を出力する。また、CPU72は、DI回路75を介して、その制御指令に対する応答を受け取る。入力インターフェイス77は、典型的には、各種ボタン等であり、系統運用者からの各種設定操作を受け付ける。また、CPU72は、通信インターフェイス78を介して、他の装置と各種情報を送受信する。 The CPU 72 outputs a control command to an external device via the DO circuit 76 based on the control calculation result. Further, the CPU 72 receives a response to the control command via the DI circuit 75. The input interface 77 is typically various buttons and the like, and receives various setting operations from the system operator. Further, the CPU 72 transmits/receives various information to/from other devices via the communication interface 78.

<機能構成>
図5は、制御装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。図5を参照して、制御装置10は、主たる機能構成として、周波数制御部201と、電力算出部203と、演算部205と、選択部207と、指令部209とを含む。これらの各機能は、例えば、演算処理部70のCPU72がROM73に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらの機能の一部または全部はハードウェアで実現されるように構成されていてもよい。
<Functional configuration>
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control device 10. Referring to FIG. 5, control device 10 includes a frequency control unit 201, a power calculation unit 203, a calculation unit 205, a selection unit 207, and a command unit 209 as main functional configurations. Each of these functions is realized, for example, by the CPU 72 of the arithmetic processing unit 70 executing a program stored in the ROM 73. It should be noted that some or all of these functions may be configured to be realized by hardware.

周波数制御部201は、周波数指令を電力変換器20に与えることにより電力変換器20の周波数を制御する。ある局面では、周波数制御部201は、CVCF制御方式で動作する電力変換器20の周波数FをΔfだけ変動させる。典型的には、周波数制御部201は、周波数Fを基準周波数FsからΔfだけ変動させる。 The frequency control unit 201 controls the frequency of the power converter 20 by giving a frequency command to the power converter 20. In one aspect, the frequency control unit 201 changes the frequency F of the power converter 20 that operates in the CVCF control method by Δf. Typically, the frequency control unit 201 changes the frequency F from the reference frequency Fs by Δf.

より詳細には、周波数制御部201は、交流系統101に接続される発電機32,34が出力を変化させる速度(具体的には、調速機の応答速度)に基づいて、周波数Fを変動した後の周波数(例えば、F=Fs±Δf)を維持する時間Tを設定する。 More specifically, the frequency control unit 201 varies the frequency F based on the speed at which the generators 32 and 34 connected to the AC system 101 change their outputs (specifically, the response speed of the governor). After that, the time T for maintaining the frequency (for example, F=Fs±Δf) is set.

図6は、発電機32の応答速度を説明するための図である。図6を参照して、発電機32は、基準周波数Fsのときには有効電力出力がP1であり、周波数(Fs−Δf)のときには有効電力出力がP2である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the response speed of the generator 32. Referring to FIG. 6, the generator 32 has an active power output of P1 at the reference frequency Fs, and an active power output of P2 at the frequency (Fs−Δf).

図6に示すように、電力変換器20の周波数Fが基準周波数FsからΔfだけ下がったときに、発電機32の有効電力出力がP1からP2に変化する所要時間はΔt(=t2−t1)である。すなわち、発電機32の応答速度は“(P2−P1)/Δt”となる。そのため、周波数制御部201は、周波数FをΔfだけ変動させる場合には、変動後の周波数を維持する時間Tを、Δtよりも長い時間に設定する。 As shown in FIG. 6, when the frequency F of the power converter 20 drops by Δf from the reference frequency Fs, the time required for the active power output of the generator 32 to change from P1 to P2 is Δt (=t2-t1). Is. That is, the response speed of the generator 32 is “(P2-P1)/Δt”. Therefore, when changing the frequency F by Δf, the frequency control unit 201 sets the time T for maintaining the changed frequency to a time longer than Δt.

なお、制御装置10は、交流系統101に接続可能な各発電機の応答速度に関する情報をROM73あるいはRAM74に予め記憶しているものとする。典型的には、周波数制御部201は、最も応答速度が遅い発電機の応答速度に基づいて、変動後の周波数を維持する時間Tを設定する。 It is assumed that the control device 10 stores in advance information about the response speed of each generator connectable to the AC system 101 in the ROM 73 or the RAM 74. Typically, the frequency control unit 201 sets the time T for maintaining the frequency after fluctuation based on the response speed of the generator having the slowest response speed.

再び、図5を参照して、電力算出部203は、電力変換器20から出力される有効電力を算出する。具体的には、電力算出部203は、交流電圧検出器81により検出された交流電圧と、交流電流検出器82により検出された交流電流とに基づいて、電力変換器20の有効電力出力Pを算出する。 Again referring to FIG. 5, power calculation unit 203 calculates active power output from power converter 20. Specifically, the power calculation unit 203 calculates the active power output P of the power converter 20 based on the AC voltage detected by the AC voltage detector 81 and the AC current detected by the AC current detector 82. calculate.

ある局面では、電力算出部203は、周波数制御部201が電力変換器20の周波数Fを変動させた場合に、電力変換器20の有効電力出力Pの変動値を算出する。上記のように、周波数制御部201は、交流系統101に接続可能な各発電機の応答速度に基づいて、変動後の周波数を維持する時間Tを設定する。そのため、電力算出部203は、周波数Fを変動させたときの交流系統101の有効電力出力(すなわち、電力変換器20の有効電力出力P)の変動値を精度よく算出できる。 In one aspect, the power calculation unit 203 calculates a fluctuation value of the active power output P of the power converter 20 when the frequency control unit 201 changes the frequency F of the power converter 20. As described above, the frequency control unit 201 sets the time T for maintaining the frequency after fluctuation based on the response speed of each generator connectable to the AC system 101. Therefore, the power calculation unit 203 can accurately calculate the fluctuation value of the active power output of the AC system 101 (that is, the active power output P of the power converter 20) when the frequency F is changed.

他の局面では、電力算出部203は、周波数Fの変動に応じて電力変換器20の有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達したか否かを判断し、当該判断結果を周波数制御部201に送信する。周波数制御部201は、有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達していないとの判断結果を受信した場合、周波数Fを周波数(Fs−Δf)に設定して時間Tだけ維持する。 In another aspect, the power calculation unit 203 determines whether the active power output P of the power converter 20 has reached the maximum output or the minimum output according to the fluctuation of the frequency F, and the determination result is used as the frequency control unit. Send to 201. When the frequency control unit 201 receives the determination result that the active power output P has not reached the maximum output or the minimum output, the frequency control unit 201 sets the frequency F to the frequency (Fs−Δf) and maintains it for the time T.

一方、周波数制御部201は、有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達したとの判断結果を受信した場合、周波数Fを基準周波数Fsに戻して、周波数変動値Δfを前回の値よりも小さくし、周波数Fを再度変動させる。この理由は、以下のとおりである。 On the other hand, when the frequency control unit 201 receives the determination result that the active power output P has reached the maximum output or the minimum output, the frequency control unit 201 returns the frequency F to the reference frequency Fs and sets the frequency fluctuation value Δf to be smaller than the previous value. The frequency is made smaller and the frequency F is changed again. The reason for this is as follows.

具体的には、CVCF制御方式で動作している電力変換器20は、周波数Fを上げた場合には他の電源(例えば、発電機32,34)の有効電力出力の低減分だけ自身の有効電力出力Pを増大させることで周波数Fを一定に維持する。この場合、他の電源の有効電力出力の低減分によっては、有効電力出力Pは最大出力に到達する可能性がある。有効電力出力Pの最大出力への到達は、電力変換器20の周波数調整能力を超えている(すなわち、周波数Fを一定に保つことができない)ことを意味している。結果として、交流系統101の周波数特性定数Kも精度よく算出できない。 Specifically, when the frequency F is increased, the power converter 20 operating in the CVCF control system is effective only by reducing the active power output of another power source (for example, the generators 32 and 34). The frequency F is kept constant by increasing the power output P. In this case, the active power output P may reach the maximum output depending on the reduction amount of the active power output of the other power source. Reaching the maximum output of the active power output P means that the frequency adjusting capability of the power converter 20 is exceeded (that is, the frequency F cannot be kept constant). As a result, the frequency characteristic constant K of the AC system 101 cannot be calculated accurately.

また、電力変換器20は、周波数Fを下げた場合には他の電源の有効電力出力の増大分だけ自身の有効電力出力Pを低減させることで周波数Fを一定に維持する。この場合、有効電力出力Pが最小出力に到達する可能性があり、この到達は、電力変換器20の周波数調整能力を超えており、交流系統101の周波数特性定数Kを精度よく算出できないことを意味する。 When the frequency F is lowered, the power converter 20 keeps the frequency F constant by reducing the active power output P of itself by an increase in the active power output of the other power source. In this case, the active power output P may reach the minimum output, which exceeds the frequency adjustment capability of the power converter 20, and the frequency characteristic constant K of the AC system 101 cannot be calculated accurately. means.

したがって、有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達した場合には、周波数制御部201は、周波数Fを基準周波数Fsに戻して、変動値Δfを前回の値よりも小さくし、周波数Fを再度変動させる。 Therefore, when the active power output P reaches the maximum output or the minimum output, the frequency control unit 201 returns the frequency F to the reference frequency Fs, reduces the fluctuation value Δf from the previous value, and changes the frequency F to Vary again.

演算部205は、電力変換器20の周波数Fの変動値Δfと、電力変換器20の有効電力出力の変動値ΔPとに基づいて、交流系統101の周波数特性定数Kを算出する。具体的には、演算部205は、上述した式(1)を用いて、周波数特性定数Kを算出する。 The calculation unit 205 calculates the frequency characteristic constant K of the AC system 101 based on the fluctuation value Δf of the frequency F of the power converter 20 and the fluctuation value ΔP of the active power output of the power converter 20. Specifically, the calculation unit 205 calculates the frequency characteristic constant K by using the above-described formula (1).

ある局面では、演算部205は、周波数制御部201によって電力変換器20の周波数Fを変動させる制御が行なわれる毎に、電力変換器20の周波数Fの変動値Δfおよび有効電力出力Pの変動値ΔPに基づいて、交流系統101の周波数特性定数Kを算出および更新する。 In a certain aspect, calculation unit 205 causes fluctuation value Δf of frequency F of power converter 20 and fluctuation value of active power output P each time control of frequency F of power converter 20 is performed by frequency control unit 201. The frequency characteristic constant K of the AC system 101 is calculated and updated based on ΔP.

他の局面では、演算部205は、算出した周波数特性定数Kから、交流系統101に接続される負荷41の周波数特性定数を減算することにより、交流系統101に接続される発電機32および34の周波数特性定数を算出する。 In another aspect, the calculation unit 205 subtracts the frequency characteristic constant of the load 41 connected to the AC system 101 from the calculated frequency characteristic constant K, so that the generators 32 and 34 connected to the AC system 101 have the same frequency characteristic constant. Calculate the frequency characteristic constant.

選択部207は、交流系統101の周波数特性定数Kに基づいて、電力変換器20の制御方式を選択する。ある局面では、選択部207は、交流系統101の周波数特性定数Kが閾値Th1未満である場合、CVCF制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する。具体的には、周波数特性定数Kが閾値Th1未満である場合、交流系統101は、周波数を一定に維持するための能力を有していないと考えられる。そこで、電力変換器20を交流系統101の周波数を一定に維持するための電源として機能させるために、CVCF制御方式が選択される。 The selection unit 207 selects the control method of the power converter 20 based on the frequency characteristic constant K of the AC system 101. In a certain aspect, the selection unit 207 selects the CVCF control method as the control method of the power converter 20 when the frequency characteristic constant K of the AC system 101 is less than the threshold Th1. Specifically, when the frequency characteristic constant K is less than the threshold Th1, it is considered that the AC system 101 does not have the ability to keep the frequency constant. Therefore, the CVCF control method is selected so that the power converter 20 functions as a power source for maintaining the frequency of the AC system 101 constant.

他の局面では、選択部207は、周波数特性定数Kが閾値Th1以上であって、かつ閾値Th2(ただし、Th2>Th1)未満である場合に、周波数ドループ制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する。具体的には、周波数特性定数Kが閾値Th1以上かつ閾値Th2未満である場合、交流系統101は、周波数を一定に維持するための能力をある程度有していると考えられる。そこで、電力変換器20と、交流系統101に接続された他の電源(例えば、発電機32,34)とにより交流系統101の周波数を一定に維持させるために、周波数ドループ制御方式が選択される。なお、この場合の電力変換器20のドループ特性の傾きを示す係数は、演算部205によって算出された周波数特性定数Kの逆数である。 In another aspect, the selection unit 207 sets the frequency droop control method to the control method of the power converter 20 when the frequency characteristic constant K is equal to or more than the threshold value Th1 and less than the threshold value Th2 (where Th2>Th1). To choose as. Specifically, when the frequency characteristic constant K is equal to or more than the threshold Th1 and less than the threshold Th2, it is considered that the AC system 101 has some ability to keep the frequency constant. Therefore, the frequency droop control method is selected in order to keep the frequency of the AC system 101 constant by the power converter 20 and the other power sources (for example, the generators 32 and 34) connected to the AC system 101. .. The coefficient indicating the slope of the droop characteristic of the power converter 20 in this case is the reciprocal of the frequency characteristic constant K calculated by the calculation unit 205.

さらに他の局面では、選択部207は、周波数特性定数Kが閾値Th2以上である場合に、有効電力一定制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する。具体的には、周波数特性定数Kが閾値Th2以上である場合、交流系統101は周波数を一定に維持するための十分な能力を有していると考えられる。そこで、選択部207は、周波数維持能力に寄与しない有効電力一定制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する。 In still another aspect, the selection unit 207 selects the constant active power control method as the control method of the power converter 20 when the frequency characteristic constant K is equal to or greater than the threshold Th2. Specifically, when the frequency characteristic constant K is greater than or equal to the threshold Th2, the AC system 101 is considered to have sufficient ability to maintain the frequency constant. Therefore, the selection unit 207 selects the active power constant control method that does not contribute to the frequency maintenance capability as the control method of the power converter 20.

指令部209は、選択部207により選択された制御方式で電力変換器20を動作させる動作指令を電力変換器20に送信する。 The command unit 209 transmits an operation command to operate the power converter 20 by the control method selected by the selection unit 207 to the power converter 20.

<処理手順>
図7〜図9を用いて制御装置10の処理手順について説明する。図7は、制御装置10の処理手順の一例を示すフローチャートである。具体的には、図7では、交流系統101を停電状態から復旧させる場合に制御装置10により実行される処理手順が示されている。ここでは、電力変換器20を電源として動作させることにより交流系統101を停電状態から復旧させる場面を想定する。典型的には、以下の各ステップは、制御装置10の演算処理部70によって実行される。
<Processing procedure>
A processing procedure of the control device 10 will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the control device 10. Specifically, FIG. 7 shows a processing procedure executed by the control device 10 when the AC system 101 is restored from the power failure state. Here, it is assumed that the AC converter 101 is restored from a power failure state by operating the power converter 20 as a power source. Typically, the following steps are executed by the arithmetic processing unit 70 of the control device 10.

図7を参照して、制御装置10は、電力変換器20を起動して、CVCF制御方式で動作させる(ステップS10)。具体的には、制御装置10は、交流系統101の基準周波数Fsおよび基準電圧Vsを有する電圧波形を出力するように電力変換器20を動作させる。続いて、制御装置10は、図8に示す周波数変動処理を実行する(ステップS12)。 Referring to FIG. 7, control device 10 activates power converter 20 to operate in the CVCF control method (step S10). Specifically, control device 10 operates power converter 20 to output a voltage waveform having reference frequency Fs and reference voltage Vs of AC system 101. Subsequently, the control device 10 executes the frequency variation process shown in FIG. 8 (step S12).

図8は、周波数変動処理の一例を示すフローチャートである。図8を参照して、制御装置10は、電力変換器20の周波数F(ここでは、基準周波数Fs)からΔf(>0)だけ変動させる(ステップS30)。具体的には、制御装置10は、電力変換器20の周波数Fを“Fs−Δf”または“Fs+Δf”に設定し、当該設定に従う周波数指令を電力変換器20に送信する。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of the frequency variation process. Referring to FIG. 8, control device 10 causes frequency F of power converter 20 (reference frequency Fs in this case) to vary by Δf (>0) (step S30). Specifically, the control device 10 sets the frequency F of the power converter 20 to “Fs−Δf” or “Fs+Δf”, and transmits the frequency command according to the setting to the power converter 20.

制御装置10は、電力変換器20の有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達したか否かを判断する(ステップS32)。有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達していない場合には(ステップS32においてNO)、制御装置10は周波数変動処理を終了して、図7中のステップS12の処理に進む。 The control device 10 determines whether the active power output P of the power converter 20 has reached the maximum output or the minimum output (step S32). When the active power output P has not reached the maximum output or the minimum output (NO in step S32), the control device 10 ends the frequency variation process and proceeds to the process of step S12 in FIG.

一方、有効電力出力Pが最大出力または最小出力に到達した場合には(ステップS32においてYES)、制御装置10は周波数Fを基準周波数Fsに戻す(ステップS34)。続いて、制御装置10は、Δfの値を小さくして(ステップS36)、ステップS30を再度実行する。すなわち、制御装置10は、周波数Fを前回よりも小さいΔfだけ変動させる。 On the other hand, when the active power output P reaches the maximum output or the minimum output (YES in step S32), the control device 10 returns the frequency F to the reference frequency Fs (step S34). Subsequently, the control device 10 reduces the value of Δf (step S36) and executes step S30 again. That is, the control device 10 changes the frequency F by Δf which is smaller than the last time.

再び、図7を参照して、制御装置10は、有効電力出力の変動値ΔPを算出する(ステップS12)。制御装置10は、式(1)を用いて周波数特性定数Kを算出する(ステップS14)。続いて、制御装置10は、図9に示す電力変換器20の制御方式の選択処理を実行し(ステップS16)、選択された制御方式で電力変換器20を動作させる(ステップS18)。 Again referring to FIG. 7, control device 10 calculates fluctuation value ΔP of the active power output (step S12). The control device 10 calculates the frequency characteristic constant K using the equation (1) (step S14). Subsequently, the control device 10 executes the control system selection process of the power converter 20 shown in FIG. 9 (step S16), and operates the power converter 20 by the selected control system (step S18).

図9は、電力変換器20の制御方式の選択処理を示すフローチャートである。図9を参照して、制御装置10は、周波数特性定数Kが閾値Th1未満であるか否かを判断する(ステップS50)。周波数特性定数Kが閾値Th1未満である場合には(ステップS50においてYES)、制御装置10は、CVCF制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する(ステップS52)。 FIG. 9 is a flowchart showing the selection process of the control method of the power converter 20. Referring to FIG. 9, control device 10 determines whether frequency characteristic constant K is less than threshold value Th1 (step S50). When frequency characteristic constant K is less than threshold value Th1 (YES in step S50), control device 10 selects the CVCF control method as the control method of power converter 20 (step S52).

周波数特性定数Kが閾値Th1以上である場合には(ステップS50においてNO)、制御装置10は、周波数特性定数Kが閾値Th1以上であって、かつ閾値Th2未満であるか否かを判断する(ステップS54)。 When the frequency characteristic constant K is equal to or larger than the threshold Th1 (NO in step S50), the control device 10 determines whether the frequency characteristic constant K is equal to or larger than the threshold Th1 and smaller than the threshold Th2 ( Step S54).

周波数特性定数Kが閾値Th1以上であって、かつ閾値Th2未満である場合には(ステップS54においてYES)、制御装置10は、周波数ドループ制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する(ステップS56)。 When frequency characteristic constant K is equal to or greater than threshold Th1 and less than threshold Th2 (YES in step S54), control device 10 selects the frequency droop control method as the control method of power converter 20 (step). S56).

一方、周波数特性定数Kが閾値Th2以上である場合には(ステップS54においてNO)、制御装置10は、有効電力一定制御方式を電力変換器20の制御方式として選択する(ステップS58)。 On the other hand, when the frequency characteristic constant K is equal to or greater than the threshold Th2 (NO in step S54), the control device 10 selects the active power constant control method as the control method of the power converter 20 (step S58).

<利点>
本実施の形態によると、制御装置10は、定期的に電力変換器20の周波数Fを変動させることで、周波数特性定数Kを算出し、当該周波数特性定数Kに基づいて現在の交流系統101の状態に適した電力変換器20の制御方式を選択できる。これにより、交流系統101に接続された電力変換器20を安定して運用することができる。
<Advantages>
According to the present embodiment, control device 10 calculates frequency characteristic constant K by periodically changing frequency F of power converter 20, and based on the frequency characteristic constant K, current AC system 101 The control method of the power converter 20 suitable for the state can be selected. Thereby, the power converter 20 connected to the AC system 101 can be stably operated.

また、制御装置10は、電力変換器20に関する情報のみを用いて、当該電力変換器20の制御方式を適切に選択できるため、上位装置から指令情報を取得する必要が無いため、通信コストを軽減できる。さらに、交流系統101に他の電源および負荷が接続されていない状態でも適用することができる。 Moreover, since the control device 10 can appropriately select the control method of the power converter 20 using only the information about the power converter 20, it is not necessary to acquire the command information from the higher-level device, which reduces the communication cost. it can. Further, the present invention can be applied even when the AC system 101 is not connected to any other power source or load.

[その他の実施の形態]
上述した実施の形態では、電力変換器20,21がモジュラーマルチレベル変換器である構成について説明したが、当該構成に限られない。電力変換器20,21は、自励式の電圧型交直変換器であり、交流電力を2レベルの直流電力に変換する2レベル変換器で構成されていてもよいし、交流電力を3レベルの直流電力に変換する3レベル変換器で構成されていてもよい。なお、電力変換器21は、自励式の電圧型交直変換器である電力変換器20に直流電力を供給可能な他励式の交直変換器で構成されていてもよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the configuration in which the power converters 20 and 21 are modular multi-level converters has been described, but the configuration is not limited to this. The power converters 20 and 21 are self-exciting voltage-type AC/DC converters, and may be configured by a two-level converter that converts AC power into two-level DC power, or AC power may be three-level DC power. It may be composed of a three-level converter that converts electric power. The power converter 21 may be a separately excited AC/DC converter capable of supplying DC power to the power converter 20, which is a self-exciting voltage-type AC/DC converter.

上述した実施の形態では、交流系統101が停電状態のときに、ブラックスタート機能を有する電力変換器20を交流系統101の電源として動作させる構成について説明したが当該構成に限られない。例えば、図1のような直流送電系統ではなく、直流送電線14および交流系統102が存在しない独立した交流系統101において、電力変換器20の代わりに発電機を交流系統101の電源として用いる構成であってもよい。この場合、制御装置10は、上記と同様に周波数特性定数に基づいて発電機を適切な制御方式(例えば、CVCF制御方式、周波数ドループ制御方式、有効電力一定制御方式)で動作させる。このように、制御装置10は、交流系統101に接続された電源(例えば、電力変換器20、発電機)を制御するための装置として機能する。 In the above-described embodiment, the configuration in which the power converter 20 having the black start function is operated as the power source of the AC system 101 when the AC system 101 is in the power failure state has been described, but the configuration is not limited thereto. For example, in an independent AC system 101 in which the DC transmission line 14 and the AC system 102 do not exist, instead of the DC transmission system shown in FIG. 1, a generator is used as a power source of the AC system 101 instead of the power converter 20. It may be. In this case, the control device 10 operates the generator by an appropriate control method (for example, a CVCF control method, a frequency droop control method, a constant active power control method) based on the frequency characteristic constants as described above. In this way, the control device 10 functions as a device for controlling the power source (for example, the power converter 20, the generator) connected to the AC system 101.

上述した実施の形態では、電力変換器21が、直流送電線14を介して電力変換器20に接続されている構成について説明したが、当該構成に限られない。具体的には、発電機31、交流系統102および電力変換器21の代わりに、直流電力を供給可能な直流電源が直流送電線14を介して電力変換器20に接続されていてもよい。例えば、蓄電池、太陽光発電装置、燃料電池等の直流電源が、直流送電線14を介して電力変換器20に接続される。 In the embodiment described above, the configuration in which the power converter 21 is connected to the power converter 20 via the DC power transmission line 14 has been described, but the configuration is not limited thereto. Specifically, instead of the generator 31, the AC system 102, and the power converter 21, a DC power supply capable of supplying DC power may be connected to the power converter 20 via the DC power transmission line 14. For example, a DC power source such as a storage battery, a solar power generation device, or a fuel cell is connected to the power converter 20 via the DC power transmission line 14.

上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。 The configuration illustrated as the above-described embodiment is an example of the configuration of the present invention, and it is possible to combine it with another publicly known technique, and a part thereof is omitted without departing from the gist of the present invention. It is also possible to change and configure.

また、上述した実施の形態において、その他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the processes and configurations described in the other embodiments may be appropriately adopted and implemented.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

4u,4v,4w レグ回路、5 上アーム、6 下アーム、7 サブモジュール、8A,8B リアクトル、9A,9B アーム電流検出器、10 制御装置、11A,11B 直流電圧検出器、13 連系変圧器、14 直流送電線、15 制御指令、17 信号、20,21 電力変換器、22A,22B スイッチング素子、23A,23B ダイオード、24 直流コンデンサ、25 変換回路、26N,26P 入出力端子、27 電圧検出部、28 送受信部、29 ゲート制御部、31,32,34 発電機、41 負荷、51 補助変成器、52 AD変換部、70 演算処理部、71 バス、72 CPU、73 ROM、74 RAM、75 DI回路、76 DO回路、77 入力インターフェイス、78 通信インターフェイス、81 交流電圧検出器、82 交流電流検出器、101,102 交流系統、201 周波数制御部、203 電力算出部、205 演算部、207 選択部、209 指令部。 4u, 4v, 4w leg circuit, 5 upper arm, 6 lower arm, 7 submodule, 8A, 8B reactor, 9A, 9B arm current detector, 10 control device, 11A, 11B DC voltage detector, 13 interconnection transformer , 14 DC transmission lines, 15 control commands, 17 signals, 20, 21 power converters, 22A, 22B switching elements, 23A, 23B diodes, 24 DC capacitors, 25 conversion circuits, 26N, 26P input/output terminals, 27 voltage detection unit , 28 transmitter/receiver section, 29 gate control section, 31, 32, 34 generator, 41 load, 51 auxiliary transformer, 52 AD conversion section, 70 arithmetic processing section, 71 bus, 72 CPU, 73 ROM, 74 RAM, 75 DI Circuit, 76 DO circuit, 77 input interface, 78 communication interface, 81 AC voltage detector, 82 AC current detector, 101, 102 AC system, 201 frequency control unit, 203 power calculation unit, 205 calculation unit, 207 selection unit, 209 Command unit.

Claims (10)

交流系統に接続された電源を制御するための制御装置であって、
定電圧定周波数制御方式で動作する前記電源の周波数を制御する周波数制御部と、
前記周波数制御部が前記電源の周波数を変動させた場合に、前記電源から出力される有効電力の変動値を算出する電力算出部と、
前記電源の周波数の変動値と、前記電源から出力される有効電力の変動値とに基づいて、前記交流系統の周波数特性定数を算出する演算部と、
前記交流系統の周波数特性定数に基づいて、前記電源の制御方式を選択する選択部とを備える、制御装置。
A control device for controlling a power source connected to an AC system,
A frequency control unit for controlling the frequency of the power supply operating in a constant voltage constant frequency control system,
A power calculation unit that calculates a fluctuation value of active power output from the power supply when the frequency control unit changes the frequency of the power supply;
Based on the fluctuation value of the frequency of the power source and the fluctuation value of the active power output from the power source, a calculation unit for calculating the frequency characteristic constant of the AC system,
A control unit comprising: a selection unit that selects a control method of the power supply based on a frequency characteristic constant of the AC system.
前記選択部は、前記交流系統の周波数特性定数が第1閾値未満である場合、前記定電圧定周波数制御方式を前記電源の制御方式として選択する、請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the selection unit selects the constant voltage constant frequency control method as a control method of the power supply when a frequency characteristic constant of the AC system is less than a first threshold value. 前記選択部は、前記交流系統の周波数特性定数が前記第1閾値以上であって、かつ前記第1閾値よりも大きい第2閾値未満である場合に、周波数ドループ制御方式を前記電源の制御方式として選択する、請求項2に記載の制御装置。 When the frequency characteristic constant of the AC system is equal to or more than the first threshold value and less than a second threshold value that is larger than the first threshold value, the selecting unit sets a frequency droop control method as the power supply control method. The control device according to claim 2, which is selected. 前記選択部は、前記交流系統の周波数特性定数が前記第2閾値以上である場合に、有効電力一定制御方式を前記電源の制御方式として選択する、請求項3に記載の制御装置。 The control device according to claim 3, wherein the selection unit selects a constant active power control method as a control method of the power source when the frequency characteristic constant of the AC system is equal to or higher than the second threshold value. 前記周波数制御部によって前記電源の周波数を変動させる制御が行なわれる毎に、前記演算部は、前記電源の周波数の変動値および前記電源から出力される有効電力の変動値に基づいて、前記交流系統の周波数特性定数を更新する、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の制御装置。 Each time the frequency control unit controls the frequency of the power supply to be changed, the arithmetic unit is based on the fluctuation value of the frequency of the power supply and the fluctuation value of active power output from the power supply, and the alternating current system. The control device according to any one of claims 1 to 4, which updates the frequency characteristic constant of. 前記演算部は、前記交流系統の周波数特性定数から、前記交流系統に接続される負荷の周波数特性定数を減算することにより、前記交流系統に接続される1以上の他の電源の周波数特性定数を算出する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の制御装置。 The calculation unit subtracts a frequency characteristic constant of a load connected to the AC system from a frequency characteristic constant of the AC system to obtain a frequency characteristic constant of one or more other power sources connected to the AC system. The control device according to any one of claims 1 to 5, which is calculated. 前記周波数制御部は、前記交流系統に接続可能な1以上の発電機が出力を変化させる速度に基づいて、前記電源の周波数を変動した後の周波数を維持する時間を設定する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の制御装置。 The frequency control unit sets a time for maintaining the frequency after changing the frequency of the power source, based on a speed at which one or more generators connectable to the AC system change an output, The control device according to claim 6. 前記電源は、前記交流系統と直流系統との間で電力変換を行なう自励式の電力変換器である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the power supply is a self-excited power converter that performs power conversion between the AC system and the DC system. 前記電力変換器は、第1アームおよび第2アームを含み、
前記第1アームおよび前記第2アームの各々は、互いに直列接続された複数のサブモジュールを含み、
各前記サブモジュールは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続されるダイオードおよびコンデンサとを有する、請求項8に記載の制御装置。
The power converter includes a first arm and a second arm,
Each of the first arm and the second arm includes a plurality of sub-modules connected in series with each other,
The control device according to claim 8, wherein each of the sub-modules has a switching element and a diode and a capacitor connected in parallel to the switching element.
交流系統に接続される電源と、
前記電源を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
定電圧定周波数制御方式で動作する前記電源の周波数を制御する周波数制御部と、
前記周波数制御部が前記電源の周波数を変動させた場合に、前記電源から出力される有効電力の変動値を算出する電力算出部と、
前記電源の周波数の変動値と、前記電源から出力される有効電力の変動値とに基づいて、前記交流系統の周波数特性定数を算出する演算部と、
前記交流系統の周波数特性定数に基づいて、前記電源の制御方式を選択する選択部とを含む、電力制御システム。
A power supply connected to the AC system,
A control device for controlling the power supply,
The control device is
A frequency control unit for controlling the frequency of the power supply operating in a constant voltage constant frequency control system,
A power calculation unit that calculates a fluctuation value of active power output from the power supply when the frequency control unit changes the frequency of the power supply;
Based on the fluctuation value of the frequency of the power source and the fluctuation value of the active power output from the power source, a calculation unit for calculating the frequency characteristic constant of the AC system,
A power control system, comprising: a selection unit that selects a control method of the power supply based on a frequency characteristic constant of the AC system.
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